(The six infrared images of Titan above were created by compiling data collected over the course of the Cassini mission. They depict how the surface of Titan looks beneath the foggy atmosphere, highlighting the variable surface of the moon. Credit: NASA. science.nasa.gov/image-detail/amf-7c2a49e6-2a2d-4cac-ba34-9cdf257db3ec/)
(This illustration shows the various ways Titan might respond to Saturn's gravitational pull dependingits interior structure. Only the slushy interior produced the bulge and lag observed in the new study. Credit: Baptiste Journaux and Flavio Petricca)
토성은 수백개의 위성을 거느리고 있지만 위성 질량의 96%는 타이탄 한 위성이 모두 차지하고 있습니다. 타이탄은 수성보다 큰 얼음 위성으로 태양계의 위성 가운데 유일하게 지구보다 두꺼운 대기와 액체 상태의 큰 호수를 지니고 있습니다. 다만 호수와 강에 물 대신 액체 메탄 같은 천연가스 성분이 흐르고 있다는 점이 중요한 차이점입니다.
나사의 토성 탐사선인 카시니는 20년에 걸쳐 토성과 그 위성들을 상세히 관측했습니다. 특히 가장 거대한 위성인 타이탄은 집중적인 관측 대상으로 중력과 자기장, 크기와 이동 궤도 등 많은 정보가 수집됐습니다.
이 데이터를 분석한 과학자들은 타이탄 역시 얼음 지각 아래 액체 상태의 물이 모인 바다가 있을 가능성을 제기했습니다. 표면에도 액체가 있고 지표 아래에도 물이 있는 셈이라 생명체 존재 가능성이 한층 커지는 것입니다.
하지만 이 데이터를 다시 분석한 워싱턴 대학의 바티스트 조르주 교수 (Baptiste Journaux, a University of Washington assistant professor of Earth and space sciences)와 박사 후 연구자인 플라비오 페트리카 (Flavio Petricca)는 새로운 가설을 제기했습니다. 타이탄의 얼음 지각 아래 바다 대신 슬러쉬 형태의 반쯤 녹은 얼음과 고여 있는 물이 있다는 것입니다.
타이탄은 토성의 주변을 타원 궤도를 그리며 공전하고 있습니다. 토성의 강한 중력에 의해 가까이 다가갈 때와 멀어질 때 중력 차이로 인해 쥐어짜는 듯한 마찰열이 생기면서 내부에 온도가 올라가고 타이탄 자체도 약간 모양이 변하게 됩니다.
연구팀은 정교한 시뮬레이션을 통해 타이탄 내부가 바다라고 가정할 경우 관측된 형태 변화와 시간적으로 맞지 않다는 사실을 발견했습니다. 연구팀의 모델에 따르면 슬러쉬 형태의 내부 구조가 관측 데이터를 가장 잘 설명할 수 있었습니다.
하지만 이 결과는 오히려 생명체 존재 가능성을 더 높이는 발견이라는 게 연구팀의 설명입니다. 군데군데 고인 녹은 물에 더 많은 유기물이 농축될 가능성이 높기 때문입니다. 물론 그렇다고해서 이곳에 물고기가 헤엄치진 않겠지만 미생물이 존재할 가능성은 오히려 높아진 것입니다.
나사는 타이탄 표면에 드래곤플라이 드론을 보낼 계획입니다. 드래곤플라이 임무가 성공하면 우리는 타이탄에 대해 훨씬 많은 정보를 얻을 수 있을 것입니다.
참고
https://phys.org/news/2025-12-saturn-biggest-moon-ocean.html
Flavio Petricca, Titan's strong tidal dissipation precludes a subsurface ocean, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09818-x. www.nature.com/articles/s41586-025-09818-x
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